Forschungsstelle

Aktuell laufende Projekte:

The Human Machine Interface in the context of self-driving cars

 Aktuell befindet sich die Entwicklung der Industrie am Übergang vom teilautomatisierten zum hochautomatisierten Fahren. Dabei führt der zunehmende Wettbewerb, als erster mit einem voll autonomen Fahrzeug der SAE-Stufe 5 auf den Markt zu kommen dazu, dass sich die Unternehmen mit immer früheren Ankündigungen der Produkteinführung zu überbieten versuchen.

Als Nebeneffekt des intensiven Wettbewerbs der Automobil-OEM und der Zulieferer lässt sich eine Entkoppelung der technologischen Entwicklung von den Kunden beobachten: Die Fahrerassistenzsysteme werden immer mehr auf Autonomie getrimmt, während die Kunden gedanklich für die neuen Systeme noch gar nicht bereit zu sein scheinen. Diese Entwicklung kann anschaulich am Beispiel des automatisierten Park-Lenk-Assistenten verdeutlicht werden: Trotz der Verfügbarkeit dieser Technologie am Markt seit 2011 und des zunehmenden Einbaus dieser automatisierten Park-Lenk-Assistenten in Neufahrzeugen scheint die Nutzungsfrequenz weit unter den Erwartungen der Automobilhersteller sowie ihrer Zulieferunternehmen zu liegen.

Das gemeinsame Forschungsprojekt zur Mensch-Maschine-Schnittstelle bei selbstfahrenden Autos wird diese Situation genauer betrachten und sich dabei auf Fragen fokussieren wie den Stellenwert, den Kunden den Fahrerassistenzsystemen beimessen oder wie sie die bestehenden Bedienkonzepte verschiedener Fahrerassistenzsysteme beurteilen.

Daraus lassen sich Impulse zur Gestaltung der Bedienkonzepte im Hinblick auf das Überwinden der existierenden Akzeptanzhürden bei den Nutzern ebenso ableiten wie Kommunikationsstrategien, die sich an sonstige Verkehrsteilnehmer wenden.


Abgeschlossene Projekte:

Kapazitive Konsole (KaKon)

KaKon ist ein Vorhaben zur Entwicklung einer Bedienkonsole für den Automobilinnenraum. Die Hochschule ist hier mit dem Institut für Materialwissenschaften (ifm) und dem Institut für Informationssysteme (iisys) beteiligt, um einerseits die Herstellung und die elektronische Auswertung der kapazitiven Elemente zu untersuchen und andererseits die notwendige Software zur Low-Level Auswertung der Elemente, die Ankopplung an den Bildschirm und die Visualisierungssoftware zu entwickeln. Das Partnerunternehmen entwickelt das Design der Konsole, leitet daraus Vorgaben für die Arbeitspakete der Hochschule ab und bewertet die Ergebnisse der Hochschule. Darüber hinaus übernimmt das Unternehmen die Herstellung der Konsole und Konstruktion sowie Fertigung die entsprechenden Werkzeuge.
Im Rahmen des Projektes wurde ein voll funktionsfähiger Demonstrator hergestellt und auf der IAA 2017  gezeigt.
Der Partner hat das Projekt positiv bewertet.


Statistische Bedienerunterstützung für Sondermaschinen (BuMa)


Ziel des Projektes ist es, einem unerfahrenen Maschinenbediener bei einem von der Maschine gemeldeten Fehler Optionen zur Fehlerbehebung anzuzeigen. Diese Handlungsvorschläge werden automatisch aus der an der Maschine erfassten Bedienhistorie generiert. Damit kann das Wissen der bisherigen Bediener, das in dieser Historie schlummert, in der Fehlersituation abgerufen werden. Langfristig wird angestrebt, dass Probleme proaktiv erkannt werden, und somit der Bediener eingreifen kann, noch bevor die Maschine durch einen Fehler zum Stillstand kommt.
Für die Datenerfassung wurde eine Komponente entwickelt und bei den Industriepartnern installiert. Die Datenerfassung läuft seit Mitte 2017.
Parallel werden mehrere Algorithmen zur Auswertung entwickelt. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Entwicklung finden sich in [6] und [7].
Im weiteren Verlauf müssen die Algorithmen an die Besonderheiten der Maschinen und Prozesse angepasst werden.


Funktionale und dekorative Lautsprechercover für Car Infotainment Systeme

Lautsprechercover für Car Infotainment Systeme sind bisher ein fest mit dem Produkt Lautsprecher verbundenes Bauteil. Das Design kann, wenn überhaupt, einmalig beim Kauf des Produktes gewählt werden und eine Anpassung der Funktionalität ist nicht möglich. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher vom Endverbraucher austauschbare textile Lautsprechercover zu entwickeln. Diese sollen mit einer adhäsiv lösbaren Verbindung zum Lautsprecher versehen werden, wodurch der Kunde bestehende Cover entfernen kann und anschließend selbst ein neues Cover mit neuem Design und/oder neuer Funktionalität anbringen kann. Zum Beeinflussen der Funktion soll es dem Kunden ermöglicht werden, neben dem Design die Akustik des Entertainmentsystems nach seinen Wünschen durch die Verwendung verschieden gefertigter Lautsprechercover anzupassen.

„DemoMedia: Demonstrator – Mediatheken, Information und Entertainment“

Die Forschungsgruppe Visual Analytics am Institut für Informationssysteme(iisys) der Hochschule Hof forscht an Systemen, die Menschen helfen Wissen zu strukturieren. Mit diesem Projekt, das in Kooperation mit der Loewe Technologies GmbH durchgeführt wird, soll diese Forschung in die Domäne TV-Entertainment portiert und damit u.a. die Validität des verfolgten generischen Ansatzes demonstriert werden. Dies geschieht mit einem zu entwickelnden Demonstrator. Dieser Demonstrator dient auch als Grundlage für weitere strategische Überlegungen bei Loewe im Bereich intelligenter grafischer Benutzeroberflächen, die zur Wissensstrukturierung durch den Benutzer mit Recommender-Funktionalität verwendet werden. Bei einer erfolgreichen Projektevaluierung können im Anschluss weitere F&E- oder Technologietransferprojekte in diesem Bereich angestrebt werden.

Der Demonstrator ist für Smart-TVs, Tablets oder ähnliche Geräte gedacht.

Derzeit gibt es bereits Mediatheken oder Filme-Anbieter auf deren Plattformen Beiträge gesucht oder in sehr restriktiven Kategorien navigiert werden kann.

Der Demonstrator geht über diese Funktionalität hinaus indem er es Nutzern ermöglicht, ein für sie zugeschnittenes Fernsehprogramm zusammenzustellen ohne nach den Fernsehsendungen explizit suchen zu müssen.

Beim Demonstrator wird dazu ein in der digitalen Welt wenig übliches, jedoch innovatives Verfahren eingesetzt: Ähnlich wie reale Karten auf einem Tisch kann der Benutzer Filme, Genres, Schauspieler, Regisseure, Musiktitel etc. in einem virtuellen 2D-Raum platzieren und miteinander durch räumliche Anordnung in Beziehung bringen. Das ist intuitiv, ohne Vorkenntnisse und ohne kognitiven Overhead machbar und bezieht damit die die Zielgruppe auch Kinder und ältere Menschen mit ein. Die intelligenten Komponenten des Demonstrators erkennen die Zusammenhänge der platzierten Daten und können so weitere relevante Informationen oder Filmvorschläge liefern, an die der Benutzer möglicherweise nicht gedacht hat und deswegen auch nicht nach ihnen suchen würde.

So navigiert der Benutzer spielerisch durch einen ihm unbekannten Informationsraum von Filmen (z.B. via öffentlicher Mediatheken oder Bezahl-Services), Nachrichtenbeiträgen, Dokumentationen oder deren Metainformationen, ohne explizit nach einem Titel suchen zu müssen. Ähnlich wie bei einem Kartenspiel, bei dem der Computer die Rolle eines Mitspielers einnimmt, entwickelt der Benutzer seine Interessen und schafft darauf aufbauend sein eigenes Fernsehprogramm. Damit verlässt der Benutzer die Rolle eines reinen Rezipienten, die er bei bestehenden Systemen einnimmt, und wird kreativer Schöpfer seiner eigenen „Fernsehwelt“.


Innovative Benutzerschnittstellen für die Steuerung komplexer Produktionsanlagen (IBSPro)

Anfänglich hat die Hochschule in diesem Projekt Impulse für die Entwicklung innovativer Benutzerschnittstellen geliefert, indem sie einerseits moderne Technologien anhand einer Demonstrationssoftware gezeigt hat und andererseits anhand einer detaillierten Analyse des direkten Wettbewerbsumfelds des Partnerunternehmens den Status-Quo Vergleich zu den Mitbewerbern erfasst und parallel aktuelle Trends bei der Benutzersteuerung auf dem Markt für Extruder-Maschinen identifiziert hat [2 – 4 ]. Das Projekt wird mit Personal aus dem Institut für Materialwissenschaften (ifm) und aus dem Institut für Informationssysteme (iisys) bearbeitet. Der Beitrag des Partners bestand darin, seine Maschinen so auszustatten, dass die am iisys entwickelte Software auf ihnen läuft, die Software zu bewerten und ggfs. einzelne Funktionen in die eigentliche Maschinensoftware zu übernehmen.
Ein weiteres Element der Benutzerunterstützung besteht darin, dem Anwender, nachdem die Anlage eine Fehlermeldung anzeigt, Bedienvorschläge zur Fehlerbehebung (basierend auf vorherigen Bedieneingriffen) vorzuschlagen. Der Kerngedanke der Ansatzes wird in [1] dargestellt. Dieser Ansatz wird in einem Anschlussprojekt weiter verfolgt.
Die resultierende Software wurde auf der K‘2016 im Oktober den Kunden vorgestellt.
Das Projekt wurde Ende Juni 2017 erfolgreich abgeschlossen.
Der Partner hat das Projekt positiv bewertet.


Co-Learning Lab

In Kooperation mit dem Innovationzentrum Kronach (IZK) hat die Hochschule Hof eine Konzeption für ein Co-Learning Lab ausgearbeitet, das mittelständischen Unternehmen in der Region eine Starthilfe zur digitalen Transformation geben soll.
In diesem Rahmen können Unternehmen spielerisch und forschend in die Welt der Digitalisierung und die Fragestellungen im Bereich Industrie 4.0 einsteigen. So können sie Technologien erleben, verstehen und im nächsten Schritt in Ideen und Prototypen transferieren.
Im Rahmen des Projektes wurden die Herausforderungen und Ziele der regionalen Unternehmen erfasst und Methoden zu deren Lösung entwickelt und in einer Lernplattform abgelegt. In einer Reihe von Workshops wurden die Inhalte erprobt und erstmals angewendet.
Mehr zum Projekt findet sich unter: http://colearninglab.campus-muenchberg.de
Der Partner hat das Projekt positiv bewertet.


Benutzerschnittstelle zur Energieflussoptimierung im Micro-Grid (BesserMiG)

Im Vorhaben BessErMiG entwickelt die Hochschule mit dem iisys eine Modellierungs- und Visualisierungslösung für eine Benutzerschnittstelle zur Energieflussoptimierung im Micro-Grid, die es dem Nutzer erlaubt, aus den vom System visualisierten Handlungsoptionen eine kostenoptimale Option zu wählen und in die Tat umzusetzen. Der Partner bringt sein Wissen über die Problemstellung ein und stellt einen Micro-Grid als Testumgebung zur Verfügung.
Im Projekt entstand bereits eine agentenbasierte Softwarearchitektur, mit der konsequent ein Subsidiaritätsprinzip bei der Steuerung der unterschiedlichen, energetisch aktiven Anlagen umgesetzt wird. Den einzelnen, streng gekapselten Modulen – Software-Agenten – wird jeweils entweder eine bestimmte, konkrete Anlage (z.B. ein BHKW, eine Wärmepumpe, eine Produktionsmaschine, eine Solaranlage, ein e-Fahrzeug) oder ein zentraler Service (z.B. Wetterprognosen) zugeteilt. Der Agent kann dann seine Anlage mit ihren Erfordernissen, Möglichkeiten, Spielräumen und Prognosen bei der Findung der jeweils günstigsten Handlungsoptionen ins System einbringen. Zudem wurden verschiedene Ansätze des Maschinenlernens (insbesondere Neuronale Netze) untersucht, mit denen Prognosen aus bekannten Verläufen stetig verbessert werden können.
Ein Teil der Ergebnisse (dezentrale Aushandlungsalgorithmen) wurde auf der CoFAT 2017 vorgestellt [5]. Details über die Verschaltung der entwickelten Technologie mit einer Simulations-Software für Micro-Grids (SimulationX) wurden auf dem ESI Forum 2017 in Weimar präsentiert.
Der Partner hat das Projekt positiv bewertet.

Entwicklung eines vom Nutzerverhalten abhängigen Pufferspeicher- und Lastmanagements (PuLaMa)

Ziel des Projektes war es eine Schnittstelle zu entwickeln, wonach die Regelung des Hackschnitzelkessels das Nutzerverhalten im Fernwärmenetz prognostiziert und die Umwälzpumpen bzw. die Leistung des Hackschnitzelkessels anhand der Pufferspeicherdaten regelt.

Dafür wurde das System zunächst analysiert und instrumentiert. Dabei wurde ein ein Datenzugriff von der Kesselanlage zum PC im Heizhaus ermöglicht, um die Daten aus der Verbrennungsanlage mit einbeziehen zu können.

Zur Ermittlung von Brennstoffeinsparpotenzialen wurden mit den Projektpartnern verschiedene Szenarien identifiziert.  Das Ergebnis ist eine Visualisierungssoftware, welche vorausschauend die nutzerbedingte Wärmeerzeugung steuert. So sollen die Wärmeverluste bei der Wärmeerzeugung minimiert werden.

 

Geflochtene Ladungssicherung für lasttragende Anwendungen (NetLa)

Konventionelle Ladungssysteme werden aus Gurtmaterial genäht. Durch das Einbringen des Nähfadens in das System erfolgt eine Minderung der Traglast, da der Nähfaden das System penetriert und somit zu Schwachstellen führt. Das ist speziell bei verzweigten Systemen mit vielen Nähten ein Problem.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Verfahren zur Eliminierung dieser Schwachstelle entwickelt, bei dem die Verzweigung direkt und ohne zusätzliche Fügeschritte realisiert wird. So sind höhere Reißfestigkeiten zu erreichen.

Zudem kann die Rissstelle durch Dichtevariation gezielt beeinflusst werden.  So kann das Rissszenario in Abhängigkeit der Anforderungen eingestellt werden. Auf es auf diese Weise ist es auch möglich, definierte Sollbruchstellen zu erzeugen. In diese wird ein System zur Überwachung der geflochtenen Ladungssicherung integriert, das vor dem Versagensfall eine Warnung aussendet.

 

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